超深水下定深取樣的取樣方法及取樣裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開一種超深水下定深取樣的取樣方法，涉及生態環境領域。主要包括以下步驟：確定所取水樣的深度，計算取水深度處的水壓；依據計算的水壓力，通過水壓——薄膜破壞厚度關系確定該取水深度處所需要的薄膜厚度；檢查取水裝置的密封性；選取對應厚度的薄膜，平整的安裝薄膜；將牽引繩與取水器連接；將取水器緩慢放至設定水深，當達到預定深度時，施加于薄膜上的水壓力達到薄膜破壞的壓力值，薄膜將被頂針刺破，該深度的水樣將進入取水緩沖室，然后通過過濾漏斗進入樣品存儲室；水樣采取完畢，將取樣裝置拉出水面。本發明不需要電機等復雜輔助設備控制，能夠自動采取設定深度的水樣，具有結構簡單、可操作實用性強等優點。
【專利說明】超深水下定深取樣的取樣方法及取樣裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及生態環境領域，是一種深水內特定深度水樣采集的方法。
【背景技術】
[0002]隨著海洋、湖泊和水庫對我們的生活影響越來越大，水體的化學成分及含量的研究關乎生態環境及人類的可持續發展，而這些方面的研究都從獲取水樣開始的，所以水樣的采集尤為重要。目前實用的方法很少，且廣泛使用的取水器密封性較差，雜質也較多，很難滿足現有研究的需求。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題，是針對前述【背景技術】中的缺陷和不足，提供一種超深水下定深取樣的薄膜法，本發明涉及的一種超深水下定深取樣的薄膜法及試驗裝置不僅能準確采集具體深度的水樣，而且可以對水體進行過濾。解決目前取水器密封性較差，雜質也較多，很難滿足現有研究需求的現實問題。
[0004]具體的技術方案:
超深水下定深取樣的取樣方法，根據設定取水樣的深度，計算水樣采集處的水壓，采集裝置上具有取水口，取水口處設有一定壓開口裝置，當到設定深度之前，取水裝置取水口處的水壓未達到設定的壓力值，所述定壓開口裝置不動作，所述取水口保持密封狀態；當取水裝置達到預定深度時，取水口處所受壓力值達到定壓開口裝置的預設壓力值，所述定壓開口裝置打開取水口處，水樣通過所述取水口進入取樣裝置內。
[0005]所述定壓開口裝置為薄膜密封裝置，根據薄膜的材料特性，計算對應水壓施加于薄膜上時薄膜被頂針刺破的厚度，在此厚度下，采集器達到設定深度之前，薄膜不會被頂針刺破，采集器保持密封狀態，當達到預定深度時，薄膜下的頂針在薄膜上水壓力的作用下將薄膜頂破，設定深度的水樣進入水樣采集器。
[0006]所述超深水下定深取樣取樣方法的取樣裝置，包括位于取樣裝置底部的存儲室，用于水樣存儲；
位于取樣裝置中部位置的緩沖室，用于控制水樣進入存儲室的速度；
位于取樣裝置上部位置的牽引繩，用于水樣采集裝置的垂直升降；
在所述緩沖室及牽引繩之間設有薄膜密封裝置，包括薄膜蓋板、重物板、薄膜及頂針，薄膜蓋板用來固定薄膜，其下表面和與其對應的重物板上表面均做成具有摩擦力的粗糙面，兩者通過固定螺栓固定，薄膜夾在兩者之間，不會因水壓力的存在而滑動；薄膜根據設定深度處水壓力的大小而選擇不同的厚度，對于某一特定厚度，只有水樣采集器達到設定深度，施加于薄膜上的水壓力達到設定值時，薄膜才能夠被下部的頂針刺破；
所述緩沖室與存儲室之間通過一帶有進水孔的過濾漏斗隔開。
[0007]所述存儲室為一圓柱筒。
[0008]所述取樣裝置的取樣方法，包括以下步驟: 第一步、確定所取水樣的深度，計算取水深度處的水壓P = ，其中h為水深；
第二步、依據計算的水壓力，通過水壓——薄膜破壞厚度關系確定該取水深度處所需要的薄膜的厚度；
第三步、檢查取樣裝置的密封性，確保取樣裝置不漏水；
第四步、選取對應厚度的薄膜，將薄膜蓋板卸下，平整的安裝薄膜，然后用螺栓將薄膜蓋板固定在重物板上；
第五步、將牽引繩與取水器連接；
第六步、將取水器緩慢放至設定水深，當達到預定深度時，施加于薄膜上的水壓力達到薄膜破壞的壓力值，薄膜將被頂針刺破，該深度的水樣將進入取水緩沖室7，然后通過過濾漏斗進入樣品存儲室；
第七步、達到一定時間后，水樣采取完畢，將取樣裝置拉出水面。
[0009]所述第二步中薄膜的厚度根據土工織物的刺破強度試驗確定，包括以下幾個步驟:a、將設定厚度的薄膜試樣放入土工織物的刺破強度試驗機環形夾具內，自然放平，擰緊夾具山、將夾具放在加壓裝置上，并對中，頂刺速率根據取水裝置在水中下沉的速度而設定；c、開機，記錄頂刺過程中的最大壓力值；d、改變薄膜的厚度重復進行步驟a到步驟c試驗；e、根據不同的厚度和各厚度下對應的最大壓力值可以得出水壓——薄膜破壞厚度關系曲線。
[0010]有益效果:
本發明具有以下優點:結構設計科學合理，可以通過改變薄膜的厚度來獲得不同深度處的水樣采集；設置緩沖室，能夠控制水樣進入存儲室的速度，達到存儲室內空氣被充分排出的效果；在緩沖室與存儲室之間設置過濾漏斗，能夠過濾采集水樣的雜質，能夠保證采集水樣的質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的試驗裝置結構圖；
其中，1、牽引繩；2、薄膜蓋板；3、重物板；4、薄膜；5、頂針；6、帶有進水孔的過濾漏斗；
7、緩沖室；8、存儲室。
【具體實施方式】
[0012]以下將結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0013]超深水下定深取樣的取樣方法，根據設定取水樣的深度，計算水樣采集處的水壓，采集裝置上具有取水口，取水口處設有一定壓開口裝置，當到設定深度之前，取水裝置取水口處的水壓未達到設定的壓力值，所述定壓開口裝置不動作，所述取水口保持密封狀態；當取水裝置達到預定深度時，取水口處所受壓力值達到定壓開口裝置的預設壓力值，所述定壓開口裝置打開取水口處，水樣通過所述取水口進入取樣裝置內。
[0014]一種按照上述方法的實施例，所述定壓開口裝置采用薄膜密封裝置，根據薄膜的材料特性，計算對應水壓施加于薄膜上時薄膜被頂針刺破的厚度，在此厚度下，采集器達到設定深度之前，薄膜不會被頂針刺破，采集器保持密封狀態，當達到預定深度時，薄膜下的頂針在薄膜上水壓力的作用下將薄膜頂破，設定深度的水樣進入水樣采集器。[0015]一種帶有所述薄膜密封裝置的取樣裝置，包括位于取樣裝置底部的存儲室，用于水樣存儲；
位于取樣裝置中部位置的緩沖室，用于控制水樣進入存儲室的速度；
位于取樣裝置上部位置的牽引繩，用于水樣采集裝置的垂直升降；
在所述緩沖室及牽引繩之間設有薄膜密封裝置，包括薄膜蓋板、重物板、薄膜及頂針，薄膜蓋板用來固定薄膜，其下表面和與其對應的重物板上表面均做成具有摩擦力的粗糙面，兩者通過固定螺栓固定，薄膜夾在兩者之間，不會因水壓力的存在而滑動；薄膜根據設定深度處水壓力的大小而選擇不同的厚度，對于某一特定厚度，只有水樣采集器達到設定深度，施加于薄膜上的水壓力達到設定值時，薄膜才能夠被下部的頂針刺破；
所述緩沖室與存儲室之間通過一帶有進水孔的過濾漏斗隔開。
[0016]所述存儲室為一圓柱筒。
[0017]所述取樣裝置的取樣方法，包括以下步驟:
第一步、確定所取水樣的深度，計算取水深度處的水壓P = ，其中h為水深；第二步、依據計算的水壓力，通過水壓——薄膜破壞厚度關系確定該取水深度處所需要的薄膜的厚度；
第三步、檢查取樣裝置的密封性，確保取樣裝置不漏水；
第四步、選取對應厚度的薄膜，將薄膜蓋板卸下，平整的安裝薄膜，然后用螺栓將薄膜蓋板固定在重物板上；
第五步、將牽引繩與取水器連接；
第六步、將取水器緩慢放至設定水深，當達到預定深度時，施加于薄膜上的水壓力達到薄膜破壞的壓力值，薄膜將被頂針刺破，該深度的水樣將進入取水緩沖室7，然后通過過濾漏斗進入樣品存儲室；
第七步、達到一定時間后，水樣采取完畢，將取樣裝置拉出水面。
[0018]所述第二步中薄膜的厚度根據土工織物的刺破強度試驗確定，包括以下幾個步驟:a、將設定厚度的薄膜試樣放入土工織物的刺破強度試驗機環形夾具內，自然放平，擰緊夾具山、將夾具放在加壓裝置上，并對中，頂刺速率根據取水裝置在水中下沉的速度而設定；c、開機，記錄頂刺過程中的最大壓力值；d、改變薄膜的厚度重復進行步驟a到步驟c試驗；e、根據不同的厚度和各厚度下對應的最大壓力值可以得出水壓——薄膜破壞厚度關系曲線。
[0019]本發明具有以下優點:結構設計科學合理，可以通過改變薄膜的厚度來獲得不同深度處的水樣采集；設置緩沖室，能夠控制水樣進入存儲室的速度，達到存儲室內空氣被充分排出的效果；在緩沖室與存儲室之間設置過濾漏斗，能夠過濾采集水樣的雜質，能夠保證采集水樣的質量。
【權利要求】
1.一種超深水下定深取樣的取樣方法，其特征在于，根據設定取水樣的深度，計算水樣采集處的水壓，采集裝置上具有取水口，取水口處設有一定壓開口裝置，當到設定深度之前，取水裝置取水口處的水壓未達到設定的壓力值，所述定壓開口裝置不動作，所述取水口保持密封狀態；當取水裝置達到預定深度時，取水口處所受壓力值達到定壓開口裝置的預設壓力值，所述定壓開口裝置打開取水口處，水樣通過所述取水口進入取樣裝置內。
2.根據權利要求1所述的超深水下定深取樣的取樣方法，其特征在于，所述定壓開口裝置為薄膜密封裝置，根據薄膜的材料特性，計算對應水壓施加于薄膜上時薄膜被頂針刺破的厚度，在此厚度下，采集器達到設定深度之前，薄膜不會被頂針刺破，采集器保持密封狀態，當達到預定深度時，薄膜下的頂針在薄膜上水壓力的作用下將薄膜頂破，設定深度的水樣進入水樣采集器。
3.如權利要求2所述的超深水下定深取樣方法的取樣裝置，其特征在于，包括位于取樣裝置底部的存儲室，用于水樣存儲； 位于取樣裝置中部位置的緩沖室，用于控制水樣進入存儲室的速度； 位于取樣裝置上部位置的牽引繩，用于水樣采集裝置的垂直升降； 在所述緩沖室及牽引繩之間設有薄膜密封裝置，包括薄膜蓋板(2)、重物板(3)、薄膜(4)及頂針(5)，薄膜蓋板(2)用來固定薄膜(4)，其下表面和與其對應的重物板(3)上表面均做成具有摩擦力的粗糙面，兩者通過固定螺栓固定，薄膜(4)夾在兩者之間，不會因水壓力的存在而滑動；薄膜(4)根據設定深度處水壓力的大小而選擇不同的厚度，對于某一特定厚度，只有水樣采集器達到設定深度，施加于薄膜(4)上的水壓力達到設定值時，薄膜(4)才能夠被下部的頂針(5)刺破； 根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述緩沖室與存儲室之間通過一帶有進水孔的過濾漏斗(6)隔開。
4.根據權利要求3所述取樣裝置，其特征在于，所述存儲室為一圓柱筒。
5.采用權利要求3所述取樣裝置的取樣方法，包括以下步驟: 第一步、確定所取水樣的深度，計算取水深度處的水壓P s ΡΦ，其中，h為水深；第二步、依據計算的水壓力，通過水壓——薄膜破壞厚度關系確定該取水深度處所需要的薄膜(4)的厚度； 第三步、檢查取樣裝置的密封性，確保取樣裝置不漏水； 第四步、選取對應厚度的薄膜(4)，將薄膜蓋板(2)卸下，平整的安裝薄膜(4)，然后用螺栓將薄膜蓋板(2)固定在重物板(3)上； 第五步、將牽引繩(I)與取水器連接； 第六步、將取水器緩慢放至設定水深，當達到預定深度時，施加于薄膜上的水壓力達到薄膜破壞的壓力值，薄膜(4)將被頂針(5)刺破，該深度的水樣將進入取水緩沖室7，然后通過過濾漏斗(6)進入樣品存儲室(8)； 第七步、達到一定時間后，水樣采取完畢，將取樣裝置拉出水面。
6.根據權利要求6所述取樣方法，其特征在于，所述第二步中薄膜(4)的厚度根據土工織物的刺破強度試驗確定，包括以下幾個步驟:a、將設定厚度的薄膜試樣放入土工織物的刺破強度試驗機環形夾具內，自然放平，擰緊夾具；b、將夾具放在加壓裝置上，并對中，頂刺速率根據取水裝置在水中下沉的速度而設定；c、開機，記錄頂刺過程中的最大壓力值；d、改變薄膜的厚度重復進行步驟a到步驟c試驗；e、根據不同的厚度和各厚度下對應的最大壓力值可以得出水壓——薄膜破壞厚度關系曲`線。
【文檔編號】G01N1/14GK103852347SQ201410049473
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年2月13日 優先權日:2014年2月13日
【發明者】陳亮, 高為壯, 夏兵兵, 吳炫, 丁小闖, 胡海星, 馮俊杰 申請人:河海大學
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